Obtenção e caracterização de blendas poliméricas de polietileno de baixa densidade (PEBD) e polipropileno reciclado (PPr)

Abstract

Diante do aumento de cerca de 40% no preço da resina plástica virgem de diversos termoplásticos devido a crise do petróleo, as blendas poliméricas com componentes reciclados viraram objeto de pesquisa nos últimos anos nos laboratórios e empresas, por se tratarem de uma boa alternativa para driblar os custos na produção, reduzir impactos ambientais e o de adquirir um produto final com propriedades intermediárias ou superiores aos componentes. As poliolefinas, como o polietileno de baixa densidade (PEBD) e o polipropileno (PP), são amplamente utilizadas no setor de embalagem e geram grandes quantidades de resíduos. A busca por inovação e reciclagem é uma constante na indústria, e já são fornecidas poliolefinas recicladas como o polipropileno reciclado (PPr) na forma de grânulos para serem reincorporadas em processos industriais. À vista disso, neste trabalho foram desenvolvidas blendas poliméricas utilizando o PEBD e o PPr. As blendas foram homogeneizadas por mistura mecânica no estado fundido em um homogeneizador rotacional e posteriormente, obtidos os corpos de prova por prensagem e estampagem nas razões de blenda 100/0, 70/30, 50/50, 30/70 e 0/100 (PEBD/PPr). Para caracterizar as propriedades das blendas desenvolvidas, foram realizados três ensaios mecânicos: o ensaio de tração uniaxial, o ensaio de impacto Izod e o ensaio de dureza Shore D e a morfologia da blenda foi avaliada pelas micrografias obtidas na técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados das caracterizações mecânicas foram avaliados pela análise exploratória dos dados e por inferência estatística, pela análise de variância (ANOVA), para verificar a presença de diferença significativa entre as médias das propriedades mecânicas caracterizadas, e o teste de Tukey, para apontar quais as médias dos níveis do fator possuem diferenças significativas. A imiscibilidade da blenda foi notada pela presença de uma mistura heterogênea do PEBD e PPr nas micrografias obtidas por MEV da razão 50/50 (PEBD/PPr) e a incorporação de 50% em massa de PPr ao PEBD tornou a blenda significativamente mais rígida, diminuindo sua deformação na ruptura em 97%, a resistência ao impacto em 99,6% e aumentando o valor médio do módulo de elasticidade em 329% e dureza Shore D em 120,6% em referência a 100/0 (PEBD/PPr).

Faced with an increase of around 40% in the price of virgin plastic resin from various thermoplastics due to an oil crisis, polymer blends with recycled components have become the subject of research in recent years in laboratories and companies because they are a good alternative to circumvent production costs, to reduce environmental impacts and acquiring a final product with intermediary properties or superior to the components. Polyolefins such as low-density polyethylene (LDPE) and polypropylene (PP) are widely used in the packaging industry and generate large amounts of waste. The search for innovation and recycling is a constant in the industry, and recycled polyolefins such as recycled polypropylene (PPr) are already supplied in the form of granules to be reincorporated into industrial processes. In view of this, in this work polymer blends were developed using low density polyethylene (LDPE) recycled polyethylene (PPr). The blends were homogenized by mechanical mixing in the molten state in a rotational homogenizer and later, the specimens were obtained by pressing and stamping in blend ratios 100/0, 70/30, 50/50, 30/70 and 0/100 (LDPE/PPr). In order to characterize the properties of the developed blends, three mechanical tests were carried out: the uniaxial tensile test, the Izod impact test and the Shore D hardness test, and the morphology of the blend was evaluated by the micrographs transmitted in the transmission electron microscopy technique (SEM) . The results of the mechanical characterizations were evaluated by exploratory analysis of the data and by statistical inference, by the analysis of variance (ANOVA), to verify the presence of significant difference between the averages of the mechanical properties, and the Tukey test, to evaluate for which the averages of the factor levels have significant differences. The immiscibility of the blend was noted by the presence of a heterogeneous mixture of LDPE and PPr in the micrographs by SEM of the ratio 50/50 (LDPE/PPr) and the incorporation of 50% in mass of PPr to the LDPE made the blend significantly more rigid, reducing its deformation at break by 97% and the impact strength by 99.6% and increasing the average value of the modulus of elasticity by 329% and Shore D hardness by 120.6% in reference to 100/0 (LDPE/PPr).